日本は地震国であり、地震防災に関連した技術を習得することは重要である。近年における、構造物の地震被害の経験から、耐震工学の内容は、その都度改善されてきた。 この授業では、各種構造物の耐震解析を行う上で基本となる地震及び地震動の知識を学ぶとともに、入力地震動に対する構造物や地盤応答の考え方、さらに各種構造物の耐震設計法、液状化現象などの地震地盤災害について理解を深める。
概要:
日本は地震国であり、地震防災に関連した技術を習得することは重要である。近年における、構造物の地震被害の経験から、耐震工学の内容は、その都度改善されてきた。 この授業では、各種構造物の耐震解析を行う上で基本となる地震及び地震動の知識を学ぶとともに、入力地震動に対する構造物や地盤応答の考え方、さらに各種構造物の耐震設計法、液状化現象などの地震地盤災害について理解を深める。
※実務との関係
この科目は，地盤振動や液状化について講義形式で授業を行うものである。全8週のうち第1週から第3週は，企業等で港湾構造物の液状化対策などを担当していた者が担当する。
授業の進め方・方法:
常勤教員による講義、演習と非常勤教員による集中講義からなる。１回９０分の授業あたり，３時間程度の自学自習課題を課す。
秋・冬学期にかけて開講予定.
注意点:
定数係数２階の線形微分方程式の解法を復習しておくこと。第1回～第4回の内容については，非常勤講師による集中講義形式で実施する。
評価について本試験のみの成績とレポート考慮の成績を比較して，高い方を評価点とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
地震災害の事例，断層，震源域，地震の種類，マグニチュード，歴史地震 |
各項目の知識の習得．震源となる断層の空間把握，地震波伝播の計算が出来ること．
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| 2週 |
震度，強震計，地震観測，地震防災，大規模地震の予知，マイクロゾーニング |
各項目知識の習得．
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| 3週 |
弾性体の波動方程式の誘導，P波，S波，表面波，実体波の屈折と反射,重複反射理論，土の動的性質･挙動 |
各項目の知識の習得．波動方程式，1/4波長則の理解．
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| 4週 |
液状化現象のメカニズム,
液状化の判定と対策工 |
液状化試験結果の解釈が出来ること．
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| 5週 |
モデル化，振動方程式，1自由度系の自由振動，固有振動数(角速度),1自由度系の減衰振動 |
波動方程式の導出とその解を求められること．
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| 6週 |
1自由度系の強制振動，共振，外力による応答，インパルス応答，不規則波の扱い |
定常･不規則外力，地震波が減衰モデルに作用する場合の考え方，応答最大値の基本計算ができること．
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| 7週 |
レベル1地震動，震度法，応答スペクトル法，地震時保有水平耐力法に基づく耐震設計 |
震度法，応答スペクトル法に基づいた設計パラメータの計算が出来ること．
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| 8週 |
試験 |
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
| 直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。 | 3 | |
| 等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。 | 3 | |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 3 | |
| 平均の速度、平均の加速度を計算することができる。 | 3 | |
| 物体に作用する力を図示することができる。 | 3 | |
| 力の合成と分解をすることができる。 | 3 | |
| 重力、抗力、張力、圧力について説明できる。 | 3 | |
| フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | |
| 質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。 | 3 | |
| 慣性の法則について説明できる。 | 3 | |
| 作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 運動方程式を用いた計算ができる。 | 3 | |
| 簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。 | 3 | |
| 運動の法則について説明できる。 | 3 | |
| 動摩擦力に関する計算ができる。 | 3 | |
| 物体の質量と速度から運動量を求めることができる。 | 3 | |
| 運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。 | 3 | |
| 波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | |
| 波の重ね合わせの原理について説明できる。 | 3 | |
| 2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 建設系分野 | 構造 | 応力とその種類、ひずみとその種類、応力とひずみの関係を理解し、弾性係数、ポアソン比やフックの法則などの概要について説明でき、それらを計算できる。 | 3 | 後9,後10 |
| はりのたわみの微分方程式に関して、その幾何学的境界条件と力学的境界条件を理解し、微分方程式を解いて、たわみやたわみ角を計算できる。 | 3 | 後12 |
| 地盤 | 有効応力の原理を説明できる。 | 3 | 後11 |
| 建築系分野 | 構造 | マグニチュードの概念と震度階について説明できる。 | 3 | 後9 |
| 地震被害を受けた建物の破壊等の特徴について説明できる。 | 3 | 後9 |